CN111064498A - 一种无线电能传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线电能传输系统，包括：电能接收单元和电能发射单元，所述电能接收单元存储有标识号，所述电能接收单元设有输出接口；所述电能发射单元存储有标识号，所述电能发射单元存储有输电曲线模板，所述电能发射单元用于包括：根据所述标识号得到特征参数，并根据所述特征参数和输电曲线模板得到输电控制程序，以所述输电控制程序来改变所述电能接收单元的输出。通过在电能发射单元存储输电曲线模板的方式，使得本无线电能传输系统可以使同一电能发射单元灵活地对不同类型的电力负载进行高效输电，适用于不同的应用场景。本发明主要用于无线电能传输技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及无线电能传输技术领域，特别涉及一种无线电能传输系统。
背景技术
目前的无线电能传输系统包括电能发射单元(PTU,Power Transmitting Unit)和电能接收单元(PRU,Power Receiving Unit)。现有的无线电能传输系统为优化其传输效率和传输功率，都是采用发射单元与连接固定电力负载的接收单元一对一匹配的，实际诸多应用场景下需要一个发射单元对多个连接不同电力负载的接收单元灵活高效地传输电力。所以，设计一(发射单元)对多(不同负载接收单元)无线电能传输系统，其可使得整个无线电能传输系统在诸多应用场景下提高适应性。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线电能传输系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种无线电能传输系统，包括：电能接收单元和电能发射单元，所述电能接收单元存储有标识号，所述电能接收单元设有输出接口，所述电能发射单元存储有输电曲线模板，所述电能发射单元用于包括：根据所述标识号得到特征参数，并根据所述特征参数和输电曲线模板得到输电控制程序，以所述输电控制程序来改变所述电能接收单元的输出，所述电能接收单元和电能发射单元通过无物理接触的电磁场耦合进行能量传递。
在实际工作中，可以通过标识号区分电能接收单元的输出接口所连接的电力负载的类型，通过标识号得到特征参数，将特征参数输入到输电曲线模板中得到与电力负载相适配的输电控制程序，从而利用输电控制程序来改变电能接收单元的输出，从而使得电力负载可以高效工作。使得无线电能传输系统灵活地对多种类型的电力负载进行高效输电成为可能。
进一步，根据所述标识号得到特征参数的方法具体包括：解析标识号，根据标识号从预先存储在电能发射单元中的参数列表中查找到对应的特征参数。
进一步，所述特征参数包括：涓流充电电流值、涓流充电电压阈值、恒定电流充电电流值、恒定电压充电电压值、储能单元电压限定值和储能单元标称容量值。
进一步，所述输电控制程序包括：第一类控制程序和第二类控制程序，所述第一类控制程序用于控制电能接收单元输出包括：涓流充电输出、恒定电流充电输出、恒定电压充电输出和充电终止；所述第二类控制程序用于控制电能接收单元工作包括：恒定电压充电输出。
通过第一类控制程序和第二类控制程序，使得本无线充电传输系统适用性强、应用范围广、工作更加高效。其中，第一类控制程序可以应用于不具有BMS(电池管理系统)的储能单元进行高效充电。第二类控制程序可以应用于具有BMS(电池管理系统)的储能单元进行高效充电。
进一步，所述特征参数包括：用电器工作电压和用电器工作电流。
进一步，所述输电控制程序包括第三类控制程序，所述第三类控制程序用于控制电能接收单元输出包括：输出所述用电器工作电压，输出所述用电器工作电流。
通过第三类控制程序，使得本无线充电传输系统适用性强、应用范围广、工作更加高效。其中，第三类控制程序可以应用于各种用电器，使得用电器高效工作。
进一步，本无线电能传输系统还包括储能单元，所述储能单元与所述输出接口连接，所述储能单元包括但不限于：单节锂电池、多节锂电池构成的电池组、单个超级电容、多个超级电容构成的电容组。增加应用场景，使得应用更加丰富。
进一步，本无线电能传输系统还包括用电器，所述用电器与所述输出接口连接，所述用电器包括但不限于：汽车、无人机、手机、自行车、电动工具或家用电器。增加应用场景，使得应用更加丰富。
进一步，所述电能发射单元包括：第一无线通信模块、可调压式DC-DC模块、功率放大器、发射端控制模块、发射匹配网络和发射天线；所述电能接收单元包括：第二无线通信模块、电力负载匹配电路、接收匹配网络、接收天线和接收端控制模块；所述发射端控制模块分别与可调压式DC-DC模块、功率放大器和第一无线通信模块连接，所述接收端控制模块分别与第二无线通信模块和电力负载匹配电路连接；所述第二无线通信模块与第一无线通信模块通信连接，所述接收端控制模块内存储有标识号，所述发射匹配网络与所述发射天线组成LC串联谐振结构的第一谐振腔，所述接收天线与接收匹配网络组成第二谐振腔，所述第二谐振腔与第一谐振腔能量传递相连。
通过第一谐振腔和第二谐振腔构成谐振式无线电能传输系统，通过将第一谐振腔设置为LC串联谐振结构，使得电能发射单元可以直接通过控制可调压式DC-DC模块的输出电压来调整电能接收单元的输出，十分方便。相对于现有的通过调频或者调相来控制输出，本技术方案更加简单，操作性更加强，而且整个系统的能量传输更加稳定。而且，所述第二谐振腔与第一谐振腔是通过谐振方式进行能量传递，相对于其他无线电能传输方式，通过谐振式无线电能传输方式，使得只利用一套硬件即可实现对多种类型的电力负载进行输电成为可能，节约了整个系统的硬件成本。
进一步，所述电能发射单元还包括第一输入/输出接口，所述第一输入/输出接口与发射端控制模块连接，所述电能接收单元还包括第二输入/输出接口，所述第二输入/输出接口与接收端控制模块连。第一输入/输出接口和第二输入/输出接口可以实现跟上位机或者其他装置进行数据通信以及双向控制。使得本无线电能传输系统适应性、扩展性更好。
本发明的有益效果是：通过在电能发射单元存储输电曲线模板的方式，使得本无线电能传输系统可以灵活地对不同类型的电力负载进行高效输电，适用于不同的应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明创造实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明创造的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是无线电能传输系统的结构示意图；
图2是电能发射单元的模块连接结构示意图；
图3是电能接收单元的模块连接储能单元的结构示意图；
图4是电能接收单元的模块连接用电器的结构示意图
图5是可调压式DC-DC模块的拓扑结构示意图；
图6是功率放大器的拓扑结构示意图；
图7是电力负载匹配电路的拓扑结构示意图；
图8是在SS型无线电能传输系统的等效电路图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明创造的具体实施例，本发明创造之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明创造的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明创造保护范围的限制。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
在本发明创造的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明创造的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明创造中的具体含义。
为了方便描述，本文在某些地方用英文简写PTU代替电能发射单元901，用英文简写PRU代替电能接收单元902，其中，PTU的英文全称为：Power Transmitting Unit，PRU的英文全称为：Power Receiving Unit。
实施例1，参考图1，一种无线电能传输系统，包括电能接收单元902和电能发射单元901，电能接收单元902和电能发射单元901通过谐振进行能量传递。即，电能接收单元902和电能发射单元901以磁场谐振式进行无线电能传输。其中，电能接收单元902设有输出接口912。本实施例为无线电能传输系统对储能单元105进行充电的应用。
此时，储能单元105与输出接口912电连接。所述电能接收单元902存储有标识号。所述电能发射单元901存储有输电曲线模板，并且根据所述标识号得到特征参数，并根据所述特征参数和输电曲线模板得到输电控制程序，以所述输电控制程序来改变所述电能接收单元902的输出。电能发射单元901通过与外界的电源连接而发出电能，电能接收单元902接收所述电能并将所述电能给予储能单元105进行充电。
其中，参考图2，所述电能发射单元901包括：第一无线通信模块600、可调压式DC-DC模块200、功率放大器300、发射匹配网络400、发射天线500和发射端控制模块100。所述发射端控制模块100分别与第一无线通信模块600、可调压式DC-DC模块200、功率放大器300连接，所述可调压式DC-DC模块200用于输出电压可控的直流电，该直流电作用在所述功率放大器300中；所述功率放大器300用于将所述直流电转换成交流电；所述发射匹配网络400与所述发射天线500组成LC串联谐振腔结构的第一谐振腔。所述第一无线通信模块600用于与第二无线通信模块106通信连接。所述发射端控制模块100存储有输电曲线模板。输电曲线模板预先存储在发射端控制模块100中，所述输电曲线模板用于输入特征参数以得到输电控制程序，输电控制程序通过改变电能接收单元902的输出以使得储能单元105以最优的方式进行充电。其中，发射端控制模块100为微处理器，所述微处理器包括但不限于具有存储功能的单片机、DSP、FPGA。
参考图3，电能接收单元902包括接收天线102、接收匹配网络103、电力负载匹配电路104、接收端控制模块101和第二无线通信模块106，电力负载匹配电路104与储能单元105连接。接收端控制模块101内存储有标识号，所述接收天线102与接收匹配网络103组成第二谐振腔。接收天线102和接收匹配网络103组成的谐振腔的结构形式可以为LC串联谐振腔结构、LC并联谐振腔结构、异形谐振腔结构。其中，接收端控制模块101为微处理器，所述微处理器包括但不限于具有存储功能的单片机、DSP、FPGA。
本实施例的具体流程为：一开始，PTU处于待机状态并且间歇发射能量包；而后PTU同PRU进行握手，其中，PTU和PRU的握手可以通过第一无线通信模块600和第二无线通信模块106完成。如果握手失败，PTU再次进入待机状态。如果PTU与PRU握手成功，PTU将会同PRU建立闭环控制，此时，第一谐振腔和第二谐振腔处于谐振状态。发射端控制模块100接管PRU的接收端控制模块101。发射端控制模块100通过第一无线通信模块600请求接收端控制模块101发送标识号，接收端控制模块101通过第二无线通信模块106将标识号传递给发射端控制模块100。发射端控制模块100对该标识号进行解析，获取特征参数。其中，特征参数的获取方式有两种，第一种为：可以通过解析标识号，然后从标识号中记载的信息获取。即，标识号自身已经记载有特征参数的信息，即此时的标识号除了作为识别身份的ID号外，还承担记载特征参数的任务。第二种为：发射端控制模块100自身预先记载有不同标识号所对应的特征参数并形成参数列表，通过解析标识号，从参数列表中查找到匹配的特征参数，即此时的标识号仅作为识别身份的ID号。其中特征参数包括：涓流充电电流值、涓流充电电压阈值、恒定电流充电电流值、恒定电压充电电压值、储能单元电压限定值和储能单元标称容量值,以及对应输电曲线模板执行程序所需的某些控制参数值。
所述发射端控制模块100将特征参数输入到输电曲线模板中以得到输电控制程序，所述输电控制程序包括第一类控制程序或第二类控制程序。输电曲线模板是一种程序块，该程序块可以通过特征参数进行赋值得到输电控制程序。
参考图8，为了方便理解，现在说明一下无线电能传输系统的理论原理，以第一谐振腔为LC串联谐振腔结构，第二谐振腔为LC串联谐振腔结构为例，即SS型无线电能传输系统。得到的无线电能传输系统的等效电路如图8所示。在图8中，当发射天线500和接收天线102均发生谐振时：
即属于谐振式无线电能传输，输出功率、输出端负载电压和电流为：
当满足:
RL>>Rt、Rr
接收端输出功率、负载电压和电流都与发射端激励电压成正比，改变发射端串联谐振腔两端的电压Uin，即控制可调压式DC-DC模块输出到功率放大器300的电源电压就可以改变PTU的发射功率和PRU的输出功率、输出端负载电压和电流。所述的接收单元902连接的储能单元或电力负载正常充电或工作的电参数如上式所示。PTU的能量发射谐振腔是唯一的，PRU连接不同的储能单元或电力负载时，根据上式利用Pareto帕累图最优选择法选定接收天线102的结构和与发射天线500的距离，确定优化的发射天线500与接收天线102之间的M值，实现控制可调压式DC-DC模块200到功率放大器300的电源电压就可以改变发射端的发射功率，顺利地调控接收端的输出功率、输出端负载电压和电流。接收端控制模块101检测接收电力负载的电流和电压，通过第二无线通信模块106向第一无线通信模块600传递，由发射端控制模块100控制可调压式DC-DC模块200的输出电压，达到闭环实现PRU连接的储能单元所需要的充电曲线或电力负载所需的工作电流电压。
另外SP型和S异型的WPT系统(无线电能传输系统)亦有以上类似的输出功率与发射端电源电压Uin成正比的关系。其中，SP型的WPT系统(无线电能传输系统)指的为第一谐振腔为LC串联谐振腔结构，第二谐振腔为LC并联谐振腔结构。S异型的WPT系统(无线电能传输系统)指的为第一谐振腔为LC串联谐振腔结构，第二谐振腔为异形谐振腔结构。
第一类控制程序用于控制电能接收单元902输出包括：涓流充电输出、恒定电流充电输出、恒定电压充电输出和充电终止。涓流充电输出具体为：PTU根据PRU的闭环反馈控制可调压式DC-DC模块200输出电压来实现PRU以涓流充电电流值对储能单元105进行预充电，当储能单元105的电压达到涓流充电电压阈值则结束涓流充电输出并进入恒定电流充电输出。所述恒定电流充电输出具体为：PTU控制PRU以恒定电流充电电流值对储能单元105进行恒定电流充电，当储能单元105的电压达到储能单元电压限定值时，则结束恒定电流充电输出并进入恒定电压充电输出。所述恒定电压充电输出具体为：PTU控制PRU以恒定电压充电电压值对储能单元105进行恒定电压充电，检测储能单元105的充电电流，当充电电流减少到0.01C时，其中C可以通过储能单元标称容量值确定(C是以储能单元标称容量对照电流的一种表示方法，如储能单元的标称容量为1000mAh，则C就是1000mA)，则结束恒定电压充电输出并充电终止。通过第一类控制程序可以高效地对不具有BMS(电池管理系统)的储能单元105进行充电。
第二类控制程序用于控制电能接收单元902输出包括恒定电压充电输出，具体为：PTU控制PRU以恒定电压充电电压值对储能单元105进行恒定电压充电，检测储能单元105的充电电流，当充电电流减少到0.01C时，则PTU控制PRU停止给储能单元105充电，其中，C可以通过储能单元标称容量值确定(C是以储能单元标称容量对照电流的一种表示方法，如储能单元的标称容量为1000mAh，则C就是1000mA)。通过第二类控制程序可以高效地对具有BMS(电池管理系统)的储能单元105进行充电。
本实施例创造性地利用标识号，使得PTU可以得知PRU所连接的储能单元105的信息，得到最适合的输电控制程序；使得无线电能传输系统可以灵活地对不同类型的储能单元105进行高效充电。
在PTU控制PRU对储能单元105进行充电的过程中，发射端控制模块100会同时启动异物等故障检测以及各种保护检测；如果出现故障，PTU将会通过LED亮以及蜂鸣器长鸣的状态进行警示；而后发射端控制模块判断是否已经排除了故障，如果已经排除了故障，PTU直接回到待机状态，重新启动；如果没有排除故障，PTU直接进入故障状态停止工作，LED红灯亮，蜂鸣器长鸣，5s后，PTU重新启动进入待机状态。如果发射端控制模块100检测到可调压式DC-DC模块200、功率放大器300、发射天线500、接收天线102以及PRU中出现过温、过压、过流等故障的情况，发射端控制模块迅速启动保护程序，如果PTU恢复正常，则回到待机状态，PTU重新与PRU匹配握手；如果PTU没有恢复正常，PTU直接进入故障状态停止工作，LED红灯亮，蜂鸣器长鸣，30s后PTU重新启动进入待机状态。
实施例2，参考图4，一种无线电能传输系统，包括电能接收单元902和电能发射单元901，其中，电能接收单元902设有输出接口912。本实施例为无线电能传输系统对用电器115进行电能供给的应用。此时，用电器115与输出接口912电连接。所述电能接收单元902存储有标识号。所述电能发射单元901存储有输电曲线模板，并且根据所述标识号得到特征参数，并根据所述特征参数和输电曲线模板得到输电控制程序，以所述输电控制程序来改变所述电能接收单元902的输出。电能发射单元901通过与外界的电源连接而发出电能，电能接收单元902接收所述电能并将所述电能给予用电器115供电。
其中，参考图2，所述电能发射单元901包括：第一无线通信模块600、可调压式DC-DC模块200、功率放大器300、发射匹配网络400、发射天线500和发射端控制模块100。所述发射端控制模块100分别与第一无线通信模块600、可调压式DC-DC模块200、功率放大器300连接，所述可调压式DC-DC模块200用于输出电压可控的直流电，该直流电作用在所述功率放大器300中；所述功率放大器300用于将所述直流电转换成交流电；所述发射匹配网络400与所述发射天线500组成LC串联谐振腔结构的第一谐振腔。所述第一无线通信模块600用于与第二无线通信模块106通信连接。所述发射端控制模块100存储有输电曲线模板。输电曲线模板为预先存储在发射端控制模块100中，所述输电曲线模板用于输入特征参数以得到输电控制程序，输电控制程序通过改变电能接收单元902的输出以使得用电器115以最优的方式进行供电。其中，发射端控制模块100为微处理器，所述微处理器包括但不限于具有存储功能的单片机、DSP、FPGA。
参考图3，电能接收单元902包括接收天线102、接收匹配网络103、电力负载匹配电路104、接收端控制模块101和第二无线通信模块106，电力负载匹配电路104与储能单元105连接。接收端控制模块101内存储有标识号，所述接收天线102与接收匹配网络103组成第二谐振腔。接收天线102和接收匹配网络103组成的谐振腔的结构形式可以为LC串联谐振腔结构、LC并联谐振腔结构、异形谐振腔结构。其中，接收端控制模块101为微处理器，所述微处理器包括但不限于具有存储功能的单片机、DSP、FPGA。
本实施例的具体流程为：一开始，PTU处于待机状态并且间歇发射能量包；而后PTU同PRU进行握手，其中，PTU和PRU的握手可以通过第一无线通信模块600和第二无线通信模块106完成。如果握手失败，PTU再次进入待机状态。如果PTU与PRU握手成功，PTU将会同PRU建立闭环控制，此时，第一谐振腔和第二谐振腔处于谐振状态。发射端控制模块100接管PRU的接收端控制模块101。发射端控制模块100通过第一无线通信模块600请求接收端控制模块101发送标识号，接收端控制模块101通过第二无线通信模块106将标识号传递给发射端控制模块100。发射端控制模块100对该标识号进行解析，获取特征参数。其中，特征参数的获取方式有两种，第一种为：可以通过解析标识号，然后从标识号中记载的信息获取。即，标识号自身已经记载有特征参数的信息，即此时的标识号除了作为识别身份的ID号外，还承担记载特征参数的任务。第二种为：发射端控制模块100自身预先记载有不同标识号所对应的特征参数并形成参数列表，通过解析标识号，从参数列表中查找到匹配的特征参数，即此时的标识号仅作为识别身份的ID号。其中特征参数包括：用电器工作电压和用电器工作电流。这些特征参数均为预先设定的。
所述发射端控制模块100存储有输电曲线模板，通过将特征参数输入到输电曲线模板中以得到输电控制程序，所述输电控制程序包括第三类控制程序。输电曲线模板是一种程序块，该程序块可以通过特征参数进行赋值得到输电控制程序。
其中，第三类控制程序用于控制电能接收单元902输出包括：输出所述用电器工作电压，输出所述用电器工作电流。所述用电器工作电压和所述用电器工作电流加载到用电器115中，使得实现用电器115高效供电成为可能。
本实施例创造性地利用标识号，使得PTU可以得知PRU所连接的用电器115的信息，得到最适合的输电控制程序。使得无线电能传输系统可以灵活地对不同类型的用电器115进行高效供电。
参考图5，在一些实施例中，可调压式DC-DC模块200的拓扑结构为BUCK拓扑结构。具体结构模型如下：输入电压为Vin的直流电压，PWM为发射端控制模块输入的PWM波形；第一负载R1表示为所述功率放大器300。工作过程分为两部分：当开关管M5驱动为高电平时，开关管M5导通，储能电感L1被充磁，流经储能电感L1的两端电流线性增加，同时给电容C1充电，给第一负载R1供电；当开关管M5驱动为低电平的时候，开关管M5关断，储能电感L1通过续流二极管D1放电，储能电感L1的电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减少的储能电感L1的电流维持。BUCK电路的输出电压等于输入电压与占空比的乘积，可由发射端控制模块利用其定时器的PWM波输出功能调节可调压式DC-DC模块200的PWM波的占空比，改变可调压式DC-DC模块200输出给后端的功率放大器300的电源电压；另外，可通过终止输出PWM波，即可停止可调压式DC-DC模块200的工作，保证电路安全。
参考图6，在一些实施例中，功率放大器300是把直流电能变换成交流电能的逆变器，功率放大器300的拓扑结构采用全桥拓扑结构；功率放大器300的模型如下：功率放大器300的输入电压是可调压式DC-DC模块200的输出电压；MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4各有一个PWM驱动信号；驱动MOS管M1和MOS管M4的PWM波相同，称为PWM1，驱动MOS管M2和MOS管M3的PWM波相同，称为PWM2；高端MOS管与低端MOS管的(高端MOS管M1和低端MOS管M2、高端MOS管M3和低端MOS管M4)PWM波形存在死区时间，防止高端MOS管和低端MOS管同时导通，此电路拓扑实现对管(MOS管M1和MOS管M4、MOS管M2和MOS管M3)同时导通；功率放大器300的中心点连接由发射天线500和发射匹配网络400组成的谐振腔，其中以电感L2表示发射天线500，电容C2表示发射匹配网络400。
参考图7，电力负载匹配电路104指的是匹配驱动电力的负载的电路，在一些实施例中电力负载匹配电路104为整流电路，其的拓扑结构为同步整流拓扑结构，所述同步整流拓扑结构具体为：用功率MOSFET管M6、功率MOSFET管M7、功率MOSFET管M8、功率MOSFET管M9来取代整流二极管以降低整流损耗；将电感L3表示为所述接收天线102，将电容C3表示为所述接收匹配网络103，将电阻R2表示为储能单元105，储能单元105并联有滤波电容C4，功率MOSFET管M6、功率MOSFET管M7、功率MOSFET管M8和功率MOSFET管M9的栅极分别与各自的同步整流控制器连接。所述同步整流拓扑要求将功率MOSFET管M6、功率MOSFET管M7、功率MOSFET管M8和功率MOSFET管M9的栅极电压与被整流电压的相位保持同步，以完成整流功能。
在一些实施例中，电能发射单元901还包括第一输入/输出接口700，所述第一输入/输出接口700与发射端控制模块100连接。第一输入/输出接口700作为预留接口可以实现跟上位机或者其他装置进行数据通信以及双向控制。其中，第一输入/输出接口700包括但不限于UART口、COM口。可以方便用户通过UAVCAN或CAN等协议与上位机连接，方便对PTU、PRU进行实时控制或工作状况的系统监测管理。电能接收单元902(PRU)还包括第二输入/输出接口107，所述第二输入/输出接口107与接收端控制模块101连接。第二输入/输出接口107作为预留接口可以实现跟上位机或者其他装置进行数据通信以及双向控制。其中，第二输入/输出接口107包括但不限于UART口、COM口。可以方便用户通过UAVCAN或CAN等协议与上位机连接，方便对PTU、PRU进行实时控制或工作状况的系统监测管理。
在一些实施例中，所述储能单元105包括但不限于：单节锂电池、多节锂电池构成的电池组、单个超级电容、多个超级电容构成的电容组。
在一些实施例中，所述储能单元105安装在汽车、无人机、手机、自行车、电动工具或家用电器中。
在一些实施例中，所述用电器115包括但不限于：汽车、无人机、手机、自行车、电动工具或家用电器.
以上对本发明创造的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种无线电能传输系统，其特征在于：包括：
电能接收单元，存储有标识号，设有输出接口；
电能发射单元，存储有输电曲线模板，用于包括：根据所述标识号得到特征参数，并根据所述特征参数和输电曲线模板得到输电控制程序，以所述输电控制程序来改变所述电能接收单元的输出，所述电能接收单元和电能发射单元通过无物理接触的电磁场耦合进行能量传递。
2.根据权利要求1所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：根据所述标识号得到特征参数的方法具体包括：解析标识号，根据标识号从预先存储在电能发射单元中的参数列表中查找到对应的特征参数。
3.根据权利要求2所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：所述特征参数包括：涓流充电电流值、涓流充电电压阈值、恒定电流充电电流值、恒定电压充电电压值、储能单元电压限定值和储能单元标称容量值。
4.根据权利要求3所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：所述输电控制程序包括：第一类控制程序或第二类控制程序，所述第一类控制程序用于控制电能接收单元输出包括：涓流充电输出、恒定电流充电输出、恒定电压充电输出和充电终止；所述第二类控制程序用于控制电能接收单元工作包括：恒定电压充电输出。
5.根据权利要求2所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：所述特征参数包括：用电器工作电压和用电器工作电流。
6.根据权利要求5所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：所述输电控制程序包括第三类控制程序，所述第三类控制程序用于控制电能接收单元输出包括：输出所述用电器工作电压，输出所述用电器工作电流。
7.根据权利要求4所述的一种无线电能传输系统，其特征在于，还包括：储能单元，所述储能单元与所述输出接口连接，所述储能单元包括但不限于：单节锂电池、多节锂电池构成的电池组、单个超级电容、多个超级电容构成的电容组。
8.根据权利要求6所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：还包括：用电器，所述用电器与所述输出接口连接，所述用电器包括但不限于：汽车、无人机、手机、自行车、电动工具或家用电器。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：所述电能发射单元包括：第一无线通信模块、可调压式DC-DC模块、功率放大器、发射端控制模块、发射匹配网络和发射天线；所述电能接收单元包括：第二无线通信模块、电力负载匹配电路、接收匹配网络、接收天线和接收端控制模块；所述发射端控制模块分别与可调压式DC-DC模块、功率放大器和第一无线通信模块连接，所述接收端控制模块分别与第二无线通信模块和电力负载匹配电路连接；所述第二无线通信模块与第一无线通信模块通信连接，所述接收端控制模块内存储有标识号，所述发射匹配网络与所述发射天线组成LC串联谐振结构的第一谐振腔，所述接收天线与接收匹配网络组成第二谐振腔，所述第二谐振腔与第一谐振腔能量传递相连。
10.根据权利要求9所述的一种无线电能传输系统，其特征在于：所述电能发射单元还包括第一输入/输出接口，所述第一输入/输出接口与发射端控制模块连接，所述电能接收单元还包括第二输入/输出接口，所述第二输入/输出接口与接收端控制模块连接。
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|---|---|---|---|
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2019
- 2019-11-14 CN CN201911113602.7A patent/CN111064498A/zh active Pending
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